基于物联终端的工作面甲烷数字场实现方法研究

作     者：屈世甲 吴雪菲 QU Shijia;WU Xuefei

作者机构：中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015 西安科技大学能源学院陕西西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2021年第49卷第12期

页      面：112-118页

核心收录：

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081903[工学-安全技术及工程] 08[工学] 

基　　金：天地科技股份有限公司科技创新重点资助项目(2019-TD-ZD007) 

主　　题：物联网 甲烷感知 物联终端 甲烷浓度 数字场 

摘      要：从系统监测和人工检测2个方面对现有综采工作面甲烷监测现状进行了分析,针对工作面现有甲烷传感器体积、功耗大,移动、维护困难和设备成本高等问题,在物联网技术和边缘计算理念的基础上,提出了利用微功耗甲烷数据采集、微功耗传感终端定位、无线数据传输和终端自供电4种关键技术和开发微功耗甲烷感知终端的思路,并提出了4种关键技术的具体技术指标和性能要求。针对监控系统工作面区域甲烷监测点少,人工检测甲烷数据实时性、可读性和共享性不足的问题,以工作面区域落煤甲烷涌出、煤壁甲烷涌出和采空区甲烷涌出三大主要涌出特征为基础,结合现场生产班和检修班的实测甲烷数据分布特征,提出了综采工作面区域按照26台物联甲烷感知终端布置方案。在26个甲烷实时监测数据点基础上,为更直观、清楚地展示工作面区域甲烷分布状态,对有限的甲烷监测数据进行插值,拟形成工作面区域甲烷浓度数字场。在笛卡尔二维坐标系下分别优选了工作面区域X和Y方向的数字场实现方法并进行了验证,结果表明该方法大幅提高了工作面区域甲烷监测数据的可读性和实时性,为进一步做区域甲烷分析预警提供了实时性高、覆盖面广、可读性强的工作面甲烷浓度表达方式。